专利名称：封头成对胀形制造方法
封头是贮罐、压力容器、轻工机械及化工设备的重要部件，有着广泛的应用领域，生产封头的方法已有很多种，例如，热冲压、旋压、爆炸成形及分片压制后拼焊等。
热冲压法是一种将板料加热然后进行拉深的成形方法(
图1)，此法需用大吨位、双动大台面压力机及大型模具才能生产大尺寸的封头。模具由凸模1，凹模圈2及压边圈3组成，加工周期长，成本高。当产品变更时，需另加工模具。此法不适于大直径小批量的生产。
旋压法是将板料旋转利用旋轮进给实现回转塑形成形，因而得到所需封头的一种方法。封头旋压又可分为单机法(即在一台设备上完成封头成形)及双机法(即在压鼓机上压出封头顶部的大R，然后在翻边机上加工小R及直边)两种，旋压法比起冲压法的优点是变形力小，工模具尺寸小，产品变更时工、模具费用低，但旋压机结构小，且是专用设备造价很高。
爆炸成形法是利用炸药作能源，根据封头尺寸予加工出凹模，然后将板料经多次爆炸成形。产品变更时凹模需更换，由于安全原因，多在野外施工、制造并不方便。
分片压制后拼焊法，需要先利用模具及压力机将板料压成带侧边的扇形瓜瓣，然后再拼焊，这种方法属“小设备干大活”往往需要加热及多次校形，材料利用率低、劳动强度大，尺寸精度低。
本发明提出一种新的封头制造方法，即成对胀形制造方法。其要点在于予先焊接成扁平状带棱的封闭壳体，使其在内压作用下胀形，通过一定量的塑性变形使壳体外形圆滑，然后切割成两个封头。
按本发明制造封头的主要工序如下1、将坯料用剪切，气割或其它分离方法，制造两块端板，该端板在焊接前可以不施加变形。另外，将坯料按一定尺寸下料弯曲成所需形状的侧板(其数量可根据封头周围长度及板料的宽度而定)。参见图2a2、将两端板与各侧板焊成一带棱多面壳体，侧板之间及侧板与端板之间可以有一定角度。参见图2b3、向壳体内充填加压介质，在内压作用下沿壳体的径向及纬向产生应力。当应力状态满足屈服准则时，则产生塑性变形，对于不同部位应力状态是不同的，产生塑性变形的先后次序也是不同的，先满足屈服准则处先变形，后满足屈服准则处后变形，通常端板先鼓起，继之向相邻部分发展。为了形成封头的直边即母线的直线段，在壳体外加一个模圈，(图2C)，其作用是限制该部分金属向外鼓胀。模圈可以是刚性的，也可以是柔性的，在后一情况下可以免去机械加工。为控制轴向尺寸，在内部或外部加轴向力。
4、成形后，沿壳体直壁中部剖切，可得两个封头(参见图2d)。
本发明适于不锈钢、铝合金、低碳钢及其它延伸率＞15%的材料制造封头，而且可以在室温进行。
向壳体施加压力的方法有多种，可以是液压，可以是气压，也可以用任何高能率成形方法。
成形过程所需的压力随板材的厚度增加而成比例的增加，随封头直径的增大而成比例的下降，对于成形常用的封头，当使用压力低于30大气压时，最大胀形压力不超过100大气压。
用本发明可以制造直径3米以上达8米或更大的封头。
胀形法制造封头时，壳体在内压作用下，由内向外膨胀，不象冲压法及旋压法将大直径的板由外向内收，所以不会产生起皱和鼓包，因而本发明在制造薄壁封头时(t/d小于3/1000，t为厚度，d为直径)，较现行多种工艺方法更为优越。
按照本发明提供的方法，在选择合适的多面壳体时，可以保证胀形后符合我国现行封头检验标准(JB741-80)。壁厚减薄率比冲压法及旋压法为低。
总起来看，采用本发明方法具有明显的优点，主要有以下几个方面
1、不需要大型压力机，不需要专用旋压机，不需要加热炉，初投资少;
2、不需要成套模具，只需要在内部或外部加一控制轴向变形的装置控制轴向变形，为了控制外径，可采用板材绕制的模圈，适于产品多变的情况;
3、由于不需要大型设备，可以在施工现场直接制造封头，对于大型封头可使运输简化;
4、不易出现起皱及鼓包现象，可以加工大直径薄壁(厚径比t/d＜3/1000)的封头;
5、由于是成对成形，尺寸容易一致。一次可以得到两个封头。
6、由于加载时使焊接残余应力下降，有利于提高产品质量。
权利要求
1.一种制造封头的方法。其特征在于首先制做一个封闭扁平带棱壳体，然后在该壳体内施加压力，使其产生塑性变形，经切割可得一对封头。
2.权力要求1所说的制造封头方法，其特征在于所说的在封闭壳体内施加压力，可以是采用充液、充气或任何高能率成形方法其介质可以是油、水、压缩空气或其它物质。
3.本方法的特点为成对胀形法，胀形后经切割一次可制成两个封头。
全文摘要
本发明的要点为将坯料预弯曲后焊接成一个扁平但带棱的多面壳体，壳体两端可为平板亦可为带圆弧的坯料，然后充填加压介质，从内部鼓胀通过塑性变形将壳体变成一对封头的坯料再切割成两个封头，既不需要专用成型设备、大型压力机又不需加热炉，这对于成型大直径(3米～8米)的封头尤其显得优越。用此方法不仅可以加工厚壁封头，也可加工薄壁或长直边封头。另外，此法可以在现场施工。
文档编号B21D26/02GK1034152SQ8810748
公开日1989年7月26日 申请日期1988年11月5日 优先权日1988年11月5日
发明者王仲仁, 汪涛, 董建令, 海锦涛 申请人:王仲仁, 汪涛, 董建令, 海锦涛